Закон Ома простыми словами — формулировка для участка и полной цепи

Содержание

Закон Ома является одним из фундаментальных законов электродинамики, который определяет взаимосвязь между напряжением, сопротивлением и силой тока. Его важно знать и понимать. Понятное объяснение вы найдёте в статье.

Закон Ома официально и абсолютно оправдано можно отнести к ряду основополагающих в физике по нескольким признакам. Данный закон объясняют в школе на базовом уровне, а после, более углубленно, в учреждениях, специализирующихся на изучении технических аспектов технологий.

Закон Ома – определение

Впервые данный закон был официально зафиксирован и сформулирован в восемнадцатом веке, благодаря сделанному сейчас уже широко известным всем Георгом Симоном Омом открытию. Благодаря данному закону получило грамотное и исчерпывающее объяснение наличие количественной связи между тремя фигурирующими в определении параметрами. Зависимость рассматривается как пропорциональная. Когда данное явление только было выявлено, закон несколько раз формулировали. В итоге сейчас всем известно данное определение: «величина тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку, и обратно пропорциональна его сопротивлению».

Для лучшего понимания разделим определение на две части и разберём отдельно более понятным языком смысл каждой.

1. Первая часть определения указывает на то, что если на определенной отрезке цепи происходит количественный скачок напряжения, то величина тока также увеличивается на данном участке. Важно упомянуть, что становится больше и величина тока на заданном участке цепи.
2. Концовка определения расшифровывается также просто. Выше напряжение – меньше сила тока.

Закон Ома – формула

Рисунок наглядно демонстрирует связь фигурирующих в понятии «участников». Таким образом, вытекают простые выводы:

1. При данных условиях: на конкретном отрезке увеличивается напряжение, но при том сопротивление остаётся прежним, ток резко возрастает;

2. Иная ситуация: наоборот, изменяется сопротивление, а точнее возрастает, при том что уровень напряжения не меняется вовсе, тока становится меньше.

В итоге в законе Ома участвуют всего три величины.

Готовая формула выглядит так:

I = U/R

Фигурируют и другие две переменные, их также можно вычислить, при условии, что другие два значения известны. Видоизменив формулу, получим:

Важно!

На начальном этапе, когда составлять формулы ещё сложно, можно воспользоваться небольшой шпаргалкой.

На треугольнике просто нужно закрыть то значение, которое необходимо найти.

Закон Ома для участка цепи

Итоговая формула не видоизменяется вовсе. Обычно сопротивление в данном законе является явной характеристикой проводника, потому что это значение не постоянная величина: в зависимости от материала и других параметров число может увеличиваться или уменьшаться. Закон применим как при расчёте с использованием металлов, так и растворов электролитов, однако существует важный нюанс: в цепи не должно быть реального источника тока, или же источник должен быть идеальным, то есть он не должен создавать дополнительное сопротивление.

С ЭДС

Обобщённый закон Ома формулируется так:

I = (Uab+E)/R

Также формулу можно выразить через проводимость:

I = (Uab + E) × G, как понятно, G – проводимость участка электрической цепи. Эти формулы можно использовать, если сохраняются условия, зафиксированные на рисунке.

Без ЭДС

Для начала определим, что положительное направление – это то, что слева направо. Только в этом случае напряжение на участке будет равняться разности потенциалов.

Если сохраняется условие и потенциал конечный меньше потенциала начального, то напряжение будет больше нуля. Значит, как и полагается, направление линий напряженности в проводнике будет от начала к концу, следовательно, направление тока будет идентичным. Именно такое направление тока принято считать положительным, I > O. Данный вариант самый простой для расчётов. Формула действительна с любыми числами.

Закон Ома для полной (замкнутой) цепи

При данной вариации закона выявляется значение тока при реальных условиях, то есть в настоящей полной цепи. Важно учитывать то, что получившееся в результате расчетов число зависит от нескольких параметров, а не только от сопротивления нагрузки.

Сопротивление нагрузки – внешнее сопротивление, а сопротивление самого источника тока – внутреннее сопротивление (обозначается маленькой r).

Вывод формулы закона Ома для замкнутой цепи

Если к цепи подключено напряжение и в цепи замечено напряжение (ток), то, чтобы поддержать его во внешней цепи, необходимо создать условия, при которых между её концами возникнет разность потенциалов. Это число будет равняться I × R. Однако важно помнить о том, что вышеупомянутый ток будет и во внутренней цепи и его также необходимо поддерживать, поэтому нужно создать разность потенциалов между концами сопротивления r. Эта разность равняется I × r.

Чтобы поддержать ток в цепи, электродвижущая сила (ЭДС) аккумулятора должна иметь величину:

E = I × r + I × R

Эта формула показывает, что электродвижущая сила в цепи равна сумме внешнего и внутреннего падений напряжения. Вынося I за скобки, получим:

E = I(r + R)

Или

I = E / (r + R)

Две последние формулы выражают закона Ома для полной цепи.

Закон Ома в дифференциальной форме

Закон можно представить таким образом, чтобы он не был привязан к размерам проводника. Для этого выделим участок проводника Δl, на концах которой расположены ф1 и ф2. Среднюю площадь проводника обозначают ΔS , а плотность тока j, при таких условиях сила тока будет равняться:

I = jΔS = (ф1- ф2) / R = -(((ф1 — ф2)ΔS) / pΔl , отсюда следует, что j = -y × (Δф/Δl)

При условии, что Δl будет равен 0, то, взяв предел отношения:

lim (-(Δф/Δl)) = -(dф/dl) = Е,

Окончательное выражение будет выглядеть так:

j = yE

Данное выражение закона находит силу тока в произвольной точке проводника в зависимости от его свойств и электрического состояния.

Закон Ома в интегральной форме

В данной интерпретации закона не содержится в условиях ЭДС, то есть формула выглядит так:

I = U/R

Чтобы найти значение для однородного линейного проводника, выразим R через p и получим:

R = p (l/S), где за р принимаем удельное объёмное сопротивление.

Линией тока принято называть кривую, в каждой точке которой вектор плотности тока направлен по касательной к этой кривой. При таких условиях вектор плотности находится из отношения J = jt, где t – это единичный вектор касательной к линии тока.

Для лучшего понимания предположим, что удельное сопротивление, а также напряженность поля движущих сил на поперечном сечении проводника однородны. При таком условии Е однородна, а значит, и j также однородная величина. Примем произвольное значение поперечного сечения цепи S, тогда pl/s = E. Получившееся равенство умножим на dl. Тогда Edl = (Е эл.ст.+Е стор.) dl = Е эл.ст. dl + Е стор. dl = -dф + dE. Отсюда получим (pI/S) dl = -dф + dE. Возьмём в учёт, что p/s dl = dR и запишем закон Ома в интегральной форме:

IdR = -dф + dE.

Закон Ома в комплексной форме

Чтобы провести анализ электрических цепей синусоидального тока, комфортнее использовать закон Ома в комплексной форме. Для лучшего понимания введем основное понятие, фигурирующее в данной интерпретации закона: синусоидальный ток – это линейные цепи с установившимся режимом работы, после того, как переходные процессы в них завершены, уровень напряжения резко уменьшается на конкретной дистанции, токи в ветвях и ЭДС источников являются синусоидальными функциями времени. В противном случае, когда данные параметры не соблюдаются, закон не может быть применим. Чем отличается эта форма от обычной? Ответ прост: токи, сопротивление и ЭДС фиксируются как комплексные числа. Это обусловлено тем, что существуют как активные так и реактивные значения напряжений, токов и сопротивлений, а в результате этого требуется внесение определенных коррективов.

Вместо активного сопротивления используется полное, то есть комплексное сопротивление цепи Z. Падение напряжения, ток и ЭДС тоже превращаются в комплексные величины. При реальных расчетах лучше и удобнее применять действующие значения. Итак, закон в комплексной форме выглядит так:

i = U/Z, i = UY

В данной формуле Z – комплексное сопротивление, Y – комплексная проводимость.

Чтобы выявить эти величины, выведены формулы. Пропустим шаги их создания и приведем готовые формулы:

Z = ze = z cosф + jz sinф = r + jx

Y = 1/ ze = ye = y cos ф — jy sin ф = g + jb

Закон Ома для переменного тока

После того как Фарадей открыл электромагнитную индукцию, стали активно использовать генераторы сперва постоянного, а после и переменного тока.

Используется уже известная формула:

I = U/Z

Полное сопротивление тока – это совокупность активного, а также индуктивного и емкостного сопротивлений.2

В такой цепи колебания тока и напряжения разные по фазе, а разность фаз зависит от индуктивности катушки и ёмкости конденсатора:

U = Um sin (ωt)

I = Im sin (ωt + ф)

Закон Ома для постоянного тока

В данном случае частота будет равняться нулевому значению, поэтому остальные показатели также будут нулевыми соответственно, в то время как значение ёмкости достигнет бесконечности. Цепь разорвётся. Поэтому отсюда вытекает логичный вывод: реактивное сопротивление элементов в цепях постоянного напряжения отсутствует.

Закон Ома для однородного участка цепи

Формула выглядит уже известным образом:

I = U/R

В данном случае главной характеристикой проводника остаётся сопротивление. От того, как выглядит проводник, зависит количество узлов кристаллической решётки и атомов примесей. Поэтому электроны могут замедляться или ускоряться.

Сопротивление будет зависеть от вида проводника, а именно от его сечения, материала и длины:

R = p (L/S)

Закон Ома для неоднородного участка цепи

При решении задачи становится понятным, что для того, чтобы поддерживался стабильный ток в замкнутой цепи, нужны силы совершенной другой природы, а не кулоновские. В этом случае можно заметить такую закономерность: заряды, которые никак не соприкасаются друг с другом, выступают в двух ролях одновременно, то есть они являются силами электрического поля и силами иного вида – сторонними в это же время. Участок, на котором замечена данная закономерность, называется неоднородным.

Формула принимает вид:

E = Eq + Est

Закон Ома в данном подразделе был сформулирован таким образом: сила тока прямо пропорциональна напряжению на данном участке и обратно пропорциональна его полному сопротивлению.

Итак, готовая формула:

I = U12/R, где U12

Закон Ома для магнитной цепи

В каждом электромагните совмещены несколько важных элементов: стальной сердечник и катушка. По последней протекает ток. При совмещении нескольких участков образуется магнитная цепь.

При кольцевом магнитопроводе все поле находится внутри кольца. Тогда поток в магнитопроводе равен:

Ф = Вср S = μHср S

Формула закона для магнитной цепи:

Задачи с решениями на закон Ома

Задача №1

Нихромовая проволока длиной 120 м и площадью сечения 0,5 мм включена в цепь с напряжением 127 В. Определить силу тока в проволоке.

Дано:

• l = 120 м,
• S = 0,5 мм,
• U = 127 В,
• p = 1,1 Ом*мм² /м.

Найти: I — ?

Решение:

• R = p * l / S,
• R = 1,1 Ом*мм² /м * 120 м : 0,5 мм = 264 Ом,
• I = 127 В : 264 Ом = 0,48 А.

Ответ: I = 0,48 Ом

Задача №2

Нихромовая проволока длиной 120 м и площадью сечения 0,5 мм включена в цепь с напряжением 220 В. Определить силу тока в проволоке.

Дано:

• l = 120 м,
• S = 0,5 мм,
• U = 220 В,
• p = 1,1 Ом*мм² /м.

Найти: I — ?

Решение:

• R = p * l / S,
• R = 1,1 Ом*мм² /м * 120 м : 0,5 мм = 264 Ом,
• I = 220 В : 264 Ом = 0,83 А.

Ответ: I = 0,83 Ом

Задача №3

Дано:

• U = 15 В,
• R1 = 3 Ом,
• R2 = R3 = 4 Ом.

Найти: I — ?

Решение:

• R2 и R3 соединены параллельно R2 = R3, R2.3 = R2 / 2 = 2 Ом, составим эквивалентную схему:

• R = R1 + R2,3
• R = 3 Ом + 2 Ом = 5 Ом
• Найдем силу тока на участке цепи по закону Ома I = U / R
• I = 15 В / 5 Ом = 3 А

Ответ: I = 3 A.

Поделитесь статьей:

§ 7. Закон Ома | Электротехника

Закон Ома для электрической цепи.

Согласно этому закону сила тока I в электрической цепи равна э. д. с. Е источника, поде­ленной на сопротивление цепи R_ц, т. е.

I = E / R_ц (7)

Полное сопротивление замкнутой электрической цепи (рис. 13) можно представить в виде суммы сопротивления внешней цепи R (например, какого-либо приемника электрической энергии) и внут­реннего сопротивления Ro источника. Поэтому сила тока

I = E / (R+Ro) (8)

Чем больше э. д. с. Е источника и чем меньше сопротивление электрической цепи, тем больший ток проходит по этой цепи.

Из формулы (7) следует, что э. д. с. источника электри­ческой энергии равна произведению силы тока на полное сопротивле­ние электрической цепи:

E = IR_ц (7)

Закон Ома для участка электрической цепи.

Закон Ома может быть применен не только ко всей цепи, но и к любому ее участку, например между точками а и б (см. рис. 13).

Рис. 13. Схема простейшей электрической цепи и Рис 14. Прохождение электрического тока по проводникам аналогично прохождению воды по трубам

I = U / R (9)

Прохождение электрического тока по проводникам полностью аналогично прохождению воды по трубам (рис. 14).

Чем больше разность уровней воды при входе и выходе из трубы (напор) и чем больше поперечное сечение трубы, тем больше воды протекает сквозь трубу в единицу времени. Точно так же, чем больше разность электрических потенциалов (напряжение) на зажимах источника или приемника электрической энергии и чем меньше его сопротивление (т. е. чем больше площадь поперечного сечения проводника), тем больший ток проходит по нему.

Из формулы (9) следует, что напряжение U, действующее на некотором участке цепи, равно произведению силы тока I на сопротивление R этого участка:

U = IR (10)

Так как потенциал электрического поля в начале участка электрической цепи больше, чем в конце, разность потенциалов, или напряжение U, приложенное к участку электрической цепи, часто называют падением напряжения на данном участке.

R = U / I (11)

Если сопротивление R не зависит от проходящего по нему тока и приложенного к нему напряжения, то его вольт-амперная характеристика, т. е. зависимость силы тока I от напряжения U, представляет собой прямую линию 1 (рис. 15).
Рис. 15. Вольт-амперные характеристики линейных и нелинейных сопротивлений

Такие сопротивления называют линейными, а электрические цепи, в которых включены подобные сопротивления,— линейными цепями.

Однако в электротехнике широко применяют и такие устройства, сопротивление которых резко изменяется в зависимости от силы или направления проходящего через них тока либо приложенного напряжения. Подобные сопротивления имеют вольт-амперную характеристику, отличающуюся от прямой (кривая 2 на рис. 15), и называются поэтому нелинейными сопротивлениями.

Простейшим нелинейным сопротивлением является электрическая лампа накаливания. При протекании тока по металлической нити лампа нагревается и сопротивление ее возрастает. Следовательно, при увеличении приложенного к лампе напряжения сила тока будет возрастать не прямо пропорционально напряжению, а в несколько меньшей степени.

В принципе большинство электрических устройств может быть представлено в виде нелинейного сопротивления, так как при изменении силы тока меняется температура данного устройства, а следовательно, и его сопротивление. Однако у многих из них вольт-амперные характеристики в рабочем диапазоне изменений напряжения и тока мало отличаются от прямой, поэтому приближенно можно их считать линейными сопротивлениями.

К сопротивлениям с нелинейной вольт-амперной характеристикой относятся электрические лампы накаливания, термисторы (полупроводниковые резисторы, сопротивление которых сильно изменяется при изменении температуры), полупроводниковые диоды, тиристоры и транзисторы, электронные лампы и пр. Нелинейные сопротивления широко используют в электротехнике для автоматического регулирования силы тока и напряжения в электрических цепях, электрических измерений, выпрямления тока и пр.

«Закон ома для участка цепи»

План-конспект урока по физике «Закон Ома» 8 класс

Цели урока:

• Образовательная — путем анализа опытных данных, сделать вывод о зависимости силы тока от напряжения и сопротивления участка цепи, познакомиться с простейшим способом определения сопротивления проводника с помощью закона Ома; дать понятие короткого замыкания и опасности, которую оно несет.

• Воспитательная — воспитывать умение организовать свою работу в паре  для достижения цели.

• Развивающая — развивать умения обобщать и делать выводы из опытных фактов.

Оборудование: на каждый стол амперметр, вольтметр, резисторы сопротивлением 1, 2, 4 Ом, источник тока, ключ, соединительные провода. Компьютер, мультимедийный проектор, демонстрационные амперметр и вольтметр.

Программное обеспечение: Microsoft Office Power Point, презентация «Закон Ома».

Ход урока

1) Организационный момент (слайд 1).

2) Повторение. Тестирование (слайд 2).

1. Формула для определения силы тока?

А) I=qt

Б) I=t/q

В) I=q/t

Г) I=qt²

2. Как называется прибор для измерения величины силы тока?

А) Амперметр

Б) Вольтметр

В) Динамометр

Г) Гальванометр

3. Какой формулой можно определить напряжение?

А) U=A/I

Б) U=A/q

В) U=q/A

Г) U=Aq

4. Единица измерения напряжения?

А) Ампер

Б) Ом

В) Кулон

Г) Вольт

5. Устройство, служащее для изменения сопротивления в цепи?

А) Резистор

Б) Ключ

В) Реостат

Г) Среди ответов нет верного

6. Какой из формул определяют сопротивление проводника?

А) R=рl/s

Б) R=sр/l

В) R=s/рl

Г) R=l/рs

Ответы на тест (слайд 3)

1. В

2. А

3. Б

4. Г

5. В

6. А

Ответы на вопросы: (5-7 минут)

1. Что характеризует и как обозначается электрическое сопротивление, какова единица его измерения?

2. Как рассчитать сопротивление проводника? (анализ формулы, ученик на доске записывает и комментирует).

3. Что такое удельное сопротивление, его обозначение и единица?

4. Резистор и его обозначение на схеме.

3) Изучение нового материала:

На прошлых уроках мы познакомились с основными величинами, характеризующими электрическую цепь, сегодня наша задача заключается в том, чтобы установить связь между этими величинами, используя экспериментальные данные. Тема нашего урока: “Закон Ома”.

Когда немецкий электротехник Георг Симон Ом положил на стол ректора Берлинского университета свою диссертацию, где впервые был сформулирован этот закон, без которого невозможен ни один электротехнический расчет, он получил весьма резкую резолюцию. В ней говорилось, что электричество не поддается никакому математическому описанию, так как электричество — это собственный гнев, собственное бушевание тела, его гневное Я, которое проявляется в каждом теле, когда его раздражают. Ректором Берлинского университета был в те годы Георг Вильгельм Фридрих Гегель.

Сегодня мы с вами на основе эксперимента попробуем «открыть» закон Ома. Для этого в вашем распоряжении есть все необходимые приборы.

Задание №1.  Исследовать зависимость силы тока в проводнике от его сопротивления при неизменном напряжении (работа в парах).

Чтобы исследовать зависимость одной физической величины от другой, необходимо, изменяя в эксперименте одну величину, следить за изменением другой, при этом все остальные величины должны оставаться неизменными (слайд 4).

Соберем  цепь по следующей схеме:

Таким образом, будем менять сопротивление цепи и для каждого значения сопротивления записывать соответствующие значения силы тока в таблицу.

По данным таблицы построим график зависимости силы тока на участке цепи от сопротивления этого участка. Сделайте вывод о зависимости силы тока в цепи от сопротивления при постоянном напряжении (слайд 5).

При неизменном напряжении, сила тока обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи: I~1/R, U= const.

Примечание: При малых сопротивлениях значение силы тока резко растет, что приводит к нагреванию проводника. Это явление называется коротким замыканием. Короткое замыкание — причина бытового пожара.

Задание №2.  Исследовать зависимость силы тока в проводнике от напряжения  при неизменном сопротивлении .

На демонстрационном столе один ученик собирает цепь (слайд 6), состоящую из амперметра, вольтметра, резистора, ключа, соединительных проводов и источника тока с переменным напряжением. В это время учитель обсуждает с остальными учащимися причины и последствия короткого замыкания.

При неизменном сопротивлении сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах участка цепи: I ~ U, R= const  (слайд 7).

Выводы:  (слайд 8)

• При неизменном сопротивлении сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах участка цепи: I ~ U, R= const

• При неизменном напряжении, сила тока обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи: I~1/R, U= const.

• Чем меньше сопротивление, тем больше сила тока, если сопротивление очень мало, то сила тока неограниченно возрастает. Такая ситуация возникает при коротком замыкании, когда две точки цепи, находясь под напряжением соединены коротким проводником с очень малым сопротивлением. Это очень опасно, так как может привести к повреждению прибора, пожару, поражению электрическим током и другим неприятным и опасным последствиям.

Мы с вами, обобщив опытные факты, пришли к очень важным выводам, к таким же выводам пришел в далеком 1827 году немецкий ученый Георг Ом. Он сделал открытие, которое внесло огромный вклад в теорию электричества.

Закон Ома звучит так: Сила тока на участке цепи равна отношению напряжения на его концах к сопротивлению участка. (слайд 9).

Формула закона проста: 

Используя закон Ома, можно определить сопротивление проводника, измерив напряжение и силу тока на его концах. R= U/I, но при этом нужно учесть, что сопротивление не зависит ни от силы тока, ни от напряжения. Из данного соотношения мы видим, что величина сопротивления может быть выражена через единицы силы тока и напряжения

[1 Ом = 1В/1А]

В 1833 г. Георг Ом был уже известен в Германии, и являлся профессором политехнической школы в Нюрнберге. Однако во Франции и Англии работы Ома оставались неизвестными. Через 10 лет после появления «закона Ома» один французский физик на основе экспериментов пришел к таким же выводам. Но ему было указано, что установленный им закон еще в 1827 г. был открыт Омом. Оказывается, что французские школьники и поныне изучают закон Ома под другим именем — для них это закон Пулье.

4) Закрепление изученного материала (слайд 10).

Теперь приступим к решению задач на применение закона Ома.

1. Сила тока в спирали электрической лампы 700 мА, сопротивление лампы 310 Ом. Под каким напряжением работает лампа?

 Дано:               Си

I=700 mA       0,7 А       Решение:

R=310 Ом                      Из закона Ома I=U/R следует U=IR.

                                       Подставяем из условия значения и получаем ответ.

    U-   ?                          U=0,7А^.310Ом=217В

                                        Ответ: 217В

2. Каким сопротивлением обладает резистор, если при напряжении 10 В сила тока в нем равна 10 мА? (ученик решает у доски)

3. По графику зависимости силы тока от напряжения определите сопротивление проводника.

5) Итоги урока (слайд 11):

•СФОРМУЛИРУЙТЕ ЗАКОН ОМА.

•КАК ИЗМЕНИТСЯ СИЛА ТОКА НА УЧАСТКЕ ЦЕПИ, ЕСЛИ ПРИ НЕИЗМЕННОМ СОПРОТИВЛЕНИИ УВЕЛИЧИВАТЬ НАПРЯЖЕНИЕ НА ЕГО КОНЦАХ?

•КАК ИЗМЕНИТСЯ СИЛА ТОКА, ЕСЛИ ПРИ НЕИЗМЕННОМ НАПРЯЖЕНИИ УВЕЛИЧИТЬ СОПРОТИВЛЕНИЕ УЧАСТКА УЕПИ?

•КАК С ПОМОЩЬЮ АМПЕРМЕТРА И ВОЛЬТМЕТРА МОЖНО ИЗМЕРИТЬ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКА?

•ЧТО НАЗЫВАЮТ КОРОТКИМ ЗАМЫКАНИЕМ? ПОЧЕМУ ПРИ ЭТОМ УВЕЛИЧИВАЕТСЯ СИЛА ТОКА?

6) Домашнее задание:

§42;44 упр.17;упр.19.

— Apogeeweb

Закон Ома гласит, что ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален напряжению в этих двух точках. Это формула, используемая для расчета зависимости между напряжением, током и сопротивлением в электрической цепи.

Формула закона Ома

, где I — ток через проводник в единицах ампер, В — напряжение, измеренное на проводнике в единицах вольт, а R — сопротивление проводника в единицах Ом.Единица сопротивления в системе СИ — ом, обозначаемая как Ом . Зная любые два значения величин напряжения, тока или сопротивления, мы можем использовать закон Ома, чтобы найти третье пропущенное значение. Взаимозаменяемость уравнения может быть представлена ​​треугольником, где V (напряжение) помещено в верхней части, I (ток) помещено в левую часть, а R (сопротивление) находится справа. Разделитель между верхней и нижней частями обозначает разделение.

Чтобы найти напряжение В
[V = I x R] V (вольт) = I (амперы) x R (Ω)

Чтобы найти ток I
[I = V ÷ R] I (амперы) = V (вольт) ÷ R (Ω)

Чтобы найти сопротивление R
[R = V ÷ I] R (Ω) = V (вольт) ÷ I (амперы)

Люди тоже спрашивают (Q&A)

1. В чем заключается основной принцип закона Ома? Закон
Ома гласит, что напряжение или разность потенциалов между двумя точками прямо пропорциональна току или электричеству, проходящему через сопротивление, и прямо пропорциональна сопротивлению цепи.Формула закона Ома V = IR.

2. Что измеряется в Ом?
Сопротивление измеряется в единицах, называемых Ом, и обозначается греческой буквой омега (Ом). Стандартное определение одного ома простое: это величина сопротивления, необходимая для протекания тока в один ампер при приложении к цепи напряжения одного вольт.

3. Как рассчитать закон Ома?
Чтобы найти напряжение V: [V = I x R] V (вольт) = I (амперы) x R (Ω)
Чтобы найти ток I: [I = V ÷ R] I (амперы) = V (вольт ) ÷ R (Ω)
Чтобы найти сопротивление R: [R = V ÷ I] R (Ω) = V (вольт) ÷ I (амперы)
Чтобы найти мощность P: [P = V x I] P ( Вт) = В (вольты) x I (амперы)

4.Какова формула закона Ома для определения мощности?
Уравнение (формула) закона Ома: V = I × R и уравнение (формула) степенного закона: P = I × V. P = мощность, I или J = латинское: приток, международный ампер или интенсивность и R = сопротивление. V = напряжение, разность электрических потенциалов Δ V или E = электродвижущая сила (ЭДС = напряжение).

5. Как рассчитать общую мощность?
Мощность также можно рассчитать, используя P = IV или P = V2R, где V — это падение напряжения на резисторе (а не полное напряжение источника).Будут получены те же значения.

6. Как рассчитать сопротивление?
Сопротивление R в омах (Ом) равно напряжению V в вольтах, деленному на ток I в амперах: поскольку ток задается значениями напряжения и сопротивления, формула закона Ома может показать, что если напряжение увеличивается , ток также увеличится.

7. Сколько Ом в 100 Вт?
Воспользуйтесь формулой закона Ома. Например, лампочка мощностью 100 Вт, работающая от сети переменного тока 120 вольт, будет иметь сопротивление 144 Ом и потребляет 0.833 ампер.

8. Каковы ограничения закона Ома?
1) Теперь этот закон действует только для проводников, и то тоже при постоянной температуре. Сопротивление проводника увеличивается с температурой. Следовательно, при изменении температуры график V-I для проводника будет нелинейным (не прямой линией).
2) В случае изоляторов вообще не соблюдается закон Ома, изоляторы вообще не проводят. Однако, когда на изолятор подается очень высокое напряжение, происходит пробой диэлектрика, и внезапно начинает течь ток.
3) Закон Ома не соблюдается в полупроводниках. График V-I имеет крутой подъем при определенном напряжении, что указывает на то, что материал начинает вести себя правильно только после определенного напряжения.

9. Применимы ли закон Ома и закон Кирхгофа к цепям переменного тока? Закон
Ома справедлив для цепей, содержащих только резистивные элементы (без емкости или индуктивности) для всех форм управляющего напряжения или тока, независимо от того, является ли управляющее напряжение или ток постоянным (DC) или изменяющимся во времени, например переменным током.В любой момент времени для таких цепей действует закон Ома.
Необходимо тщательно проверить все сопротивления и реактивные сопротивления с учетом фаз токов и напряжений. Не только компонентов, но и паразитных и распределенных параметров. Электроны не могут просто исчезнуть и снова появиться, поэтому закон Кирхгофа должен выполняться; энергия не может просто исчезнуть и снова появиться, и это ток, умноженный на напряжение.

10. Когда закон Ома не применим?
Не применяйте закон Ома, если сопротивление компонента не фиксировано во всем диапазоне рабочих напряжений и токов, или, другими словами, компонент не является «омическим».
Вопрос может быть больше в полезности закона Ома в данном контексте, чем в применимости. В общем, закон Ома остается верным всегда для всех компонентов; то есть напряжение на проводнике всегда равно произведению сопротивления проводника на ток через него. Получив любые два из этих значений, легко вычислить другое.

11. Как преобразовать омы в усилители? Расчет
ампер: Ток I в амперах (A) равен напряжению V в вольтах (V), деленному на сопротивление R в омах (Ω).Расчет
Вольт: Напряжение V в вольтах (В) равно току I в амперах (А), умноженному на сопротивление R в омах (Ом). Расчет
Вт.

12. Какова основная формула закона Ома?
Формула закона Ома
Ток резистора I в амперах (A) равен напряжению резистора V в вольтах (V), деленному на сопротивление R в омах (Ω): V — падение напряжения на резисторе, измеренное в Вольт (В). В некоторых случаях в законе Ома для обозначения напряжения используется буква E.

13. Какие 3 формулы в законе Ома?
Формулы закона трех Ома V = IR, I = V / R и R = V / I. Буква V всегда вверху.

14. Какая формула рассчитывается по току?
Ток обычно обозначается символом I. Закон Ома связывает ток, протекающий по проводнику, с напряжением V и сопротивлением R. То есть V = IR. Альтернативная формулировка закона Ома — I = V / R.

15. Что такое теория закона Ома? Закон
Ома гласит, что ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален напряжению в этих двух точках.

16. Сколько Ом в ватте?
Расчет вольт в омах с ваттами
Сопротивление R равно квадрату 5 вольт, разделенных на 2 ватта, что равно 12,5 Ом.

17. Что такое омы?
Электрическое сопротивление
Ом, аббревиатура Ω, единица электрического сопротивления в системе метр-килограмм-секунда, названная в честь немецкого физика XIX века Георга Симона Ома.

18. Означает ли большее сопротивление большее сопротивление?
Ом — единицы сопротивления.Чем ниже сопротивление распылителя, тем больше через него протекает ток. Если вы увеличите сопротивление, распылитель получит меньше тока. Также важно соотношение между напряжением (Вольт) и сопротивлением (Ом).

19. Сколько Ом должна быть у моей катушки?
Уровень сопротивления — это способ измерения уровня электрического сопротивления. Стандартный или обычный уровень сопротивления, когда речь идет о вейпинге и вашем клиромайзере, составляет от 2,4 до 2,8. Это, безусловно, наиболее распространенный диапазон Ом, который выбирают те, кто ищет сменные катушки, причем чаще всего выбирают 2.5.

20. Каков краткий ответ закона Ома?
Существительное, принцип, согласно которому электрический ток, проходящий через проводник, прямо пропорционален разности потенциалов на нем, при условии, что температура остается постоянной. Константа пропорциональности — это сопротивление проводника.

A, E, I, V, R и Ohms (And P и W) — рейв [PUBS]

Том Кехр
Almo Pro A / V

Алфавитный суп и математика.Я знаю, что это не ваши фавориты. Я получил все это не сразу, но поделюсь некоторыми вещами, которые мне очень помогли.

Во-первых, давайте разберемся с этими буквами. Цепи имеют свойства, и мы используем значения для количественной оценки этих свойств. В зависимости от того, говорим ли мы о свойствах или значениях, используются разные символы, и когда мы смешиваем два символа попеременно (как часто бывает), возникает путаница. Один инженер, которого я уважаю, однажды сказал: «Вы никогда не используете символ для количества в формуле, когда вы на самом деле вычисляете переменную.Некоторые могут посчитать это более тонким, но он прав. Когда мы работаем с формулами, мы используем переменные. Нам нужно использовать правильный символ, представляющий эту переменную.

Электродвижущая сила или ЭДС: Сила, которая заставляет ток течь. Это разница в заряде или потенциале между двумя точками, и именно эта разница толкает электроны из точки с высоким потенциалом в точку с низким потенциалом. Символ ЭДС — « E », и мы измеряем эту силу в вольтах с помощью символа « V ».Вы также увидите « мВ, » при использовании милливольт и « кВ, » для киловольт.

Интенсивность: Количество тока, протекающего в секунду через точку на проводнике. Обозначение интенсивности — « I », и мы измеряем ее в амперах или, для краткости, в амперах. В символе ампер используется « A », и вы часто будете видеть « мА, » для миллиампер.

Сопротивление: Противодействие потоку тока и символу — « R. ”Каждая часть цепи имеет сопротивление, даже сам провод. Мы измеряем это в омах и используем символ омега Ом . Вы часто будете видеть что-то вроде « 2k Ω » для обозначения 2000 Ом.

Популярная иллюстрация, которую я нашел полезной для понимания взаимосвязи между напряжением, током и сопротивлением, выглядит так:

Импеданс: Цепи постоянного тока имеют сопротивление. Цепи переменного тока (переменного тока) имеют сопротивление, а также емкостное и индуктивное реактивное сопротивление, которое противодействует изменениям напряжения и тока в форме волны переменного тока.Величина реактивного сопротивления зависит от частоты, и хотя мы иногда заменяем в формулах Z на R , на самом деле мы не рассчитываем импеданс; мы не можем измерить импеданс с помощью обычного мультиметра. Символ, используемый для импеданса, — « Z, », и, как и сопротивление, мы измеряем его в омах и используем символ омега, Ом .

Мощность: В соответствии с законом Ома, это относится к количеству работы, выполняемой в цепи. Мы используем символ « P.« Мы измеряем это в ваттах с помощью символа« Вт ». Вы также увидите « мВт » для милливатт или « кВт » для киловатт. Побочным продуктом этой работы является тепло, и это может стать проблемой, если мы не будем хорошо управлять теплом в стойке или другом корпусе оборудования.

Так как мне запомнить формулу закона Ома? «Основное электричество» Ван Валкенбург, Нугер и Невилл, Inc. Первоначально он был написан еще в 1954 году и познакомил меня с «Волшебным треугольником»:

E , I и R .Закон Ома. Как использовать этот Волшебный треугольник? Наведите палец на переменную, которую вы хотите найти, и посмотрите, что осталось. Хотите решить для E ? Проведите пальцем по E ; то, что осталось, выглядит как I раз (x) R . Решение для I ? Это выглядит как E поверх R или E , разделенное на (÷) на R. То же самое с решением для R. Это E , разделенное на (÷) I.

Какое практическое применение? Допустим, у меня есть устройство, которое требует 12 В постоянного тока, а блок питания, поставляемый с устройством, рассчитан на 13.5 В постоянного тока и обеспечивает 0,5 А. Чтобы все выглядело аккуратно, я хочу снять блок питания на расстоянии 65 футов и использовать провод 24 AWG. Напомним, что у провода есть сопротивление, и мне нужно рассчитать падение напряжения на проводе. Падение напряжения означает просто потерю электрического давления при прохождении тока через сопротивление. Цель состоит в том, чтобы проверить, есть ли у меня необходимые 12 В на конце 65-футового провода.

Что я знаю? Давайте узнаем :

Блок питания обеспечивает 0.5 А, а многожильный медный провод 24 AWG общей марки имеет 0,026 Ом на фут. Хотя источник питания находится на расстоянии 65 футов, на самом деле это 130 футов провода. Почему? Туда и обратно, плюс и минус схемы — это два провода, а не один. 0,026 на фут x 130 футов = общее сопротивление 3,38 Ом в этом проводе.

Давайте решим E, падение напряжения на проводе.

• E = I x R
• E = 0,5 A x 3,38 Ом
• E = 1,69 В

Я начал с 13.5 В от источника питания минус 1,69 В, которые я теряю на 130 футах провода 24 AWG. 13,5 минус (-) 1,69 оставляет мне только 11,81 В для устройства, которому требуется 12 В. Упс. Я могу либо сократить длину провода, либо использовать провод большего диаметра.

Если я использую провод 22 AWG при 0,0165 Ом на фут (0,0165 на фут x 130 футов = 2,145 Ом):

• E = 0,5 A x 2,145 Ом
• E = 1,0725 В

13,5 В минус (-) падение напряжения на проводе 1,0725 оставляет мне 12.43 вольта для устройства. Аппарату на 12 В будет счастье и жизнь наладится. Звонок в сервисный центр не требуется!

Кто-то скажет: «Это так же просто, как PIE » или « P = I x E. ». Как и в треугольнике закона Ома, поместите палец на переменную, которую вы хотите найти:

• P = I x E
• I = P / E
• E = P / I

Мы часто используем это для расчета текущего потребления оборудования.Допустим, у нас есть два новых проектора 4K с яркостью 7000 лм, которые идут в класс. Я хочу знать, могу ли я подключить их к одной цепи 20 А, но мне нужно знать, сколько тока будет потреблять каждый проектор. В спецификациях указано, что максимальная потребляемая мощность составляет 1070 Вт. Я кладу палец на I, и формула выглядит так: I = P / E

Что я знаю? Давайте узнаем:

• P = 1070 Вт по спец.
• E = 120 В — это сеть питания здесь, в США,
• I = P / E
• I = 1070 Вт / 120 В
• Я = 8.92 ампер

8,92 x 2 проектора = 17,84 А. Хотя это может быть цепь на 20 А, NEC сообщает мне, что я не могу поставить постоянную нагрузку более 16 А на цепь 20 А. Поскольку проекторы — это, по сути, большие электрические лампочки, я бы считал их постоянными нагрузками, и почти 18 А больше допустимого значения 16 А. Мне нужно подключить проекторы к отдельным цепям на 20 А.

Это работает даже для фенов (и тепловых пушек, которые мы используем с термоусадочной трубкой). Допустим, я покупаю новый фен мощностью 1200 Вт.Какой сейчас розыгрыш?

• I = P / E
• I = 1200 Вт / 120 В
• I = 10 А

Моя новая тепловая пушка мощностью 1740 Вт потребляет 14,5 А

• I = P / E
• I = 1740 Вт / 120 В
• I = 14,5

Итак, если вы подключите второй фен или тепловую пушку к той же цепи и попытаетесь использовать их одновременно, в результате сработает автоматический выключатель.

Наличие всего колеса формул, содержащего формулы для решения всех четырех свойств, безусловно, удобно:

Но если у вас нет колеса, треугольники EIR и PIE легко запомнить и использовать.Вот несколько ссылок, которые были мне полезны:

Надеюсь, это укрепило ваше понимание Закона и Силы Ома и того, как все это взаимосвязано.

Раздел 3. Закон Ома

Закон Ома — Arduino to Go

Как взаимодействуют напряжение, ток и сопротивление: закон Ома

Напряжение, ток и сопротивление связаны формулой, называемой законом Ома.Закон Ома гласит, что в данной цепи напряжение (в вольтах) равно току (в амперах), умноженному на сопротивление (в омах):

Это уравнение показывает нам, что независимо от величины давления (напряжения), если сопротивление велико, ток будет ограничен. Это верно для всей электропроводки.

Одно из преимуществ закона Ома состоит в том, что, зная любые два электрических свойства, мы всегда можем вычислить значение третьего свойства.

Поскольку мы уже научились измерять значения напряжения и тока в наших цепях, мы можем рассчитать напряжение, ток или сопротивление в зависимости от того, какое свойство мы не знаем.

Закон Ома в цепи

Теперь мы знаем о законе Ома, но как он поможет нам создавать схемы? Мы можем использовать закон Ома, чтобы определить номинал резисторов, которые нам нужны в наших схемах. Мы также можем использовать закон Ома в качестве проверки безопасности, чтобы подтвердить, что значения напряжения и тока, проходящие через компоненты, ниже предельных значений для этих компонентов.

Например: если в нашей цепи есть резистор с сопротивлением 220 Ом и 20 мА (что равно 0.020 ампер), проходящего через цепь, то мы можем использовать закон Ома, чтобы вычислить, сколько напряжения будет проходить через резистор.

Применяется закон Ома

Как еще мы можем использовать закон Ома? Допустим, мы хотим построить две схемы, каждая из которых содержит один светодиод и один резистор. Мы собираемся запитать одну схему выводом 3,3 В на Arduino, а другую — выводом 5 В (напомним, что Arduino может обеспечить любое напряжение). Светодиоды, которые мы собираемся использовать в схемах, занимают 2.2 вольта, чтобы загореться полностью, и использовать 25 мА, или 0,025 А. Из-за разницы напряжений между двумя цепями нам потребуются разные резисторы в каждой цепи для защиты светодиодов. Какой номинал резистора нам понадобится для каждой схемы?

Поскольку мы знаем, что через светодиод в каждой цепи будет проходить 2,2 вольт, мы можем взять разницу между предоставленными нами напряжениями (3,3 и 5 вольт) и 2,2 вольта, чтобы определить, сколько напряжения будет проходить через каждый резистор.

Теперь мы можем использовать закон Ома, чтобы вычислить, какое сопротивление нам нужно, чтобы иметь указанное напряжение и ток, равный 0.Через резистор, защищающий наш светодиод, проходит 025 ампер.

Для цепи 5 В требуется резистор большего номинала, чем для цепи 3,3 В. Мы можем видеть, что использование закона Ома показывает нам, как значение резистора требовало изменения в нашей цепи в зависимости от подаваемого напряжения. Закон Ома полезен для обеспечения того, чтобы наши компоненты получали нужное количество электроэнергии.

Расположение компонентов в цепи

Мы узнали, как использовать мультиметр для проверки электрических свойств в цепи и как проверить номинал резисторов.Мы также узнали о напряжении, токе и сопротивлении, а также о том, как они взаимодействуют друг с другом с помощью закона Ома.

Вернемся к компонентам нашей схемы: откуда мы знаем, как их расположить? Мы знаем, что схема должна образовывать полный цикл. Некоторые компоненты, кажется, расположены рядом друг с другом и имеют общие электрические точки, в то время как другие соединены встык. Как мы называем эти устройства и как они влияют на электрические свойства цепи?

Параллельно и последовательно Обзор

19.Закон 1 Ома | Texas Gateway

Постоянный и переменный ток

Так же, как вода течет с большой высоты на низкую, электроны, которые могут свободно перемещаться, будут перемещаться из места с низким потенциалом в место с высоким потенциалом. Батарея имеет две клеммы с разным потенциалом. Если клеммы соединены проводом, электрический ток (заряды) будет течь, как показано на рисунке 19.2. Затем электроны будут двигаться от низкопотенциальной клеммы батареи (отрицательный конец ) по проводу и попадут в высокопотенциальную клемму батареи (положительный конец ).

Рис. 19.2 У батареи есть провод, соединяющий положительную и отрицательную клеммы, который позволяет электронам перемещаться от отрицательной клеммы к положительной.

Электрический ток — это скорость движения электрического заряда. Большой ток, такой как тот, который используется для запуска двигателя грузовика, перемещает большую величину очень быстро, тогда как небольшой ток, такой как тот, который используется для работы портативного калькулятора, перемещает небольшое количество заряда медленнее. В форме уравнения электрический ток I определяется как

, где ΔQΔQ — это количество заряда, которое проходит через заданную область, а ΔtΔt — время, за которое заряд проходит мимо этой области.Единицей измерения электрического тока в системе СИ является ампер (А), названный в честь французского физика Андре-Мари Ампера (1775–1836). Один ампер — это один кулон в секунду, или

Электрический ток, движущийся по проволоке, во многом похож на ток воды, движущийся по трубе. Чтобы определить поток воды через трубу, мы можем подсчитать количество молекул воды, которые проходят мимо данного участка трубы. Как показано на рисунке 19.3, электрический ток очень похож. Считаем количество электрических зарядов, протекающих по участку проводника; в данном случае провод.

Рис. 19.3 Электрический ток, движущийся по этому проводу, представляет собой заряд, который проходит через поперечное сечение A, деленный на время, необходимое этому заряду, чтобы пройти через участок A .

Предположим, что каждая частица q на рисунке 19.3 несет заряд q = 1 нКл = 1 нКл, и в этом случае общий заряд будет равен ΔQ = 5q = 5 нКлΔQ = 5q = 5 нКл. Если эти заряды пройдут мимо области A и за время Δt = 1 нсΔt = 1 нс, то ток будет

Обратите внимание, что мы присвоили зарядам на рис. 19.3 положительный заряд. Обычно отрицательные заряды — электроны — являются подвижным зарядом в проводах, как показано на рисунке 19.2. Положительные заряды обычно застревают в твердых телах и не могут свободно перемещаться. Однако, поскольку положительный ток, движущийся вправо, аналогичен отрицательному току такой же величины, движущемуся влево, как показано на рисунке 19.4, мы определяем обычный ток, который течет в том направлении, в котором протекал бы положительный заряд, если бы он мог двигаться. .Таким образом, если не указано иное, предполагается, что электрический ток состоит из положительных зарядов.

Также обратите внимание, что один кулон — это значительная величина электрического заряда, поэтому 5 А — это очень большой ток. Чаще всего вы увидите ток порядка миллиампер (мА).

Рис. 19.4 (a) Электрическое поле направлено вправо, ток движется вправо, а положительные заряды движутся вправо. (б) Эквивалентная ситуация, но отрицательные заряды движутся влево.Электрическое поле и ток по-прежнему справа.

Snap Lab

Vegetable Current

Эта лабораторная работа помогает студентам понять, как работает ток. Учитывая, что частицы, заключенные в трубе, не могут занимать одно и то же пространство, толкание большего количества частиц в один конец трубы приведет к вытеснению того же количества частиц из противоположного конца. Это создает поток частиц.

Найдите солому и сушеный горох, которые могут свободно перемещаться в соломе. Положите соломинку на стол и засыпьте ее горошком.Когда вы вдавливаете одну горошину с одного конца, другая горошина должна выходить из другого конца. Эта демонстрация представляет собой модель электрического тока. Определите часть модели, которая представляет электроны, и часть модели, которая представляет собой подачу электроэнергии. В течение 30 секунд подсчитайте, сколько горошин вы можете протолкнуть через соломинку. Когда закончите, рассчитайте гороховый ток , разделив количество горошин на время в секундах.

Обратите внимание, что поток гороха основан на том, что горох физически сталкивается друг с другом; электроны толкают друг друга за счет взаимно отталкивающих электростатических сил.

Проверка захвата

Предположим, четыре горошины в секунду проходят через соломинку. Если бы каждая горошина несла заряд 1 нКл, какой электрический ток проходил бы через соломинку?

1. Электрический ток будет равен заряду гороха, умноженному на 1 нКл / горох.
2. Электрический ток будет равняться пиковому току, вычисленному в лаборатории, умноженному на 1 нКл / горох.
3. Электрический ток будет равняться гороховому току, рассчитанному в лаборатории.
4. Электрический ток равен заряду горошины, разделенному на время.

Направление обычного тока — это направление, в котором будет течь положительный заряд . В зависимости от ситуации могут перемещаться положительные заряды, отрицательные заряды или и то, и другое. В металлических проводах, как мы видели, ток переносится электронами, поэтому отрицательные заряды движутся. В ионных растворах, таких как соленая вода, движутся как положительно заряженные, так и отрицательно заряженные ионы.То же самое и с нервными клетками. Чистые положительные токи относительно редки, но встречаются. История отмечает, что американский политик и ученый Бенджамин Франклин описал ток как направление, в котором положительные заряды проходят через провод. Он назвал тип заряда, связанный с электронами, отрицательным задолго до того, как стало известно, что они переносят ток во многих ситуациях.

Когда электроны движутся по металлической проволоке, они сталкиваются с препятствиями, такими как другие электроны, атомы, примеси и т. Д.Электроны разбегаются от этих препятствий, как показано на рисунке 19.5. Обычно электроны теряют энергию при каждом взаимодействии. Таким образом, чтобы электроны двигались, требуется сила, создаваемая электрическим полем. Электрическое поле в проводе направлено от конца провода с более высоким потенциалом к ​​концу провода с более низким потенциалом. Электроны, несущие отрицательный заряд, движутся в среднем (или дрейф ) в направлении, противоположном электрическому полю, как показано на рисунке 19.5.

Рис. 19.5. Свободные электроны, движущиеся в проводнике, совершают множество столкновений с другими электронами и атомами. Показан путь одного электрона. Средняя скорость свободных электронов находится в направлении, противоположном электрическому полю. Столкновения обычно передают энергию проводнику, поэтому для поддержания постоянного тока требуется постоянный запас энергии.

До сих пор мы обсуждали ток, который постоянно движется в одном направлении. Это называется постоянным током, потому что электрический заряд течет только в одном направлении.Постоянный ток часто называют током DC током.

Многие источники электроэнергии, такие как плотина гидроэлектростанции, показанная в начале этой главы, вырабатывают переменный ток, направление которого меняется взад и вперед. Переменный ток часто называют Переменный ток . Переменный ток перемещается вперед и назад через равные промежутки времени, как показано на рисунке 19.6. Переменный ток, который исходит из обычной розетки, не меняет направление внезапно.Скорее, он плавно увеличивается до максимального тока, а затем плавно уменьшается до нуля. Затем он снова растет, но в противоположном направлении, пока не достигнет того же максимального значения. После этого он плавно уменьшается до нуля, и цикл начинается снова.

Рисунок 19.6 При переменном токе направление тока меняется на противоположное через равные промежутки времени. График вверху показывает зависимость тока от времени. Отрицательные максимумы соответствуют движению тока влево.Положительные максимумы соответствуют току, движущемуся вправо. Ток регулярно и плавно чередуется между этими двумя максимумами.

Устройства, использующие переменный ток, включают пылесосы, вентиляторы, электроинструменты, фены и многие другие. Эти устройства получают необходимую мощность, когда вы подключаете их к розетке. Настенная розетка подключена к электросети, которая обеспечивает переменный потенциал (потенциал переменного тока). Когда ваше устройство подключено к сети, потенциал переменного тока толкает заряды вперед и назад в цепи устройства, создавая переменный ток.

Однако во многих устройствах используется постоянный ток, например в компьютерах, сотовых телефонах, фонариках и автомобилях. Одним из источников постоянного тока является аккумулятор, который обеспечивает постоянный потенциал (потенциал постоянного тока) между своими выводами. Когда ваше устройство подключено к батарее, потенциал постоянного тока толкает заряд в одном направлении через цепь вашего устройства, создавая постоянный ток. Другой способ получения постоянного тока — использование трансформатора, который преобразует переменный потенциал в постоянный. Небольшие трансформаторы, которые вы можете подключить к розетке, используются для зарядки вашего ноутбука, мобильного телефона или другого электронного устройства.Люди обычно называют это зарядным устройством или батареей , но это трансформатор, который преобразует напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока. В следующий раз, когда кто-то попросит одолжить зарядное устройство для ноутбука, скажите им, что у вас нет зарядного устройства для ноутбука, но они могут одолжить ваш преобразователь.

Рабочий пример

Ток при ударе молнии

Удар молнии может передать до 10201020 электронов из облака на землю. Если удар длится 2 мс, каков средний электрический ток в молнии?

СТРАТЕГИЯ

Используйте определение тока, I = ΔQΔtI = ΔQΔt.Заряд ΔQΔQ из 10201020 электронов ΔQ = neΔQ = ne, где n = 1020n = 1020 — количество электронов, а e = −1.60 × 10−19 Ce = −1.60 × 10−19 C — заряд электрона. Это дает

Время Δt = 2 × 10–3 с Δt = 2 × 10–3 с — длительность удара молнии.

Решение

Ток при ударе молнии

Обсуждение

Отрицательный знак отражает тот факт, что электроны несут отрицательный заряд.Таким образом, хотя электроны текут от облака к земле, положительный ток должен течь от земли к облаку.

Рабочий пример

Средний ток для заряда конденсатора

В цепи, содержащей конденсатор и резистор, зарядка конденсатора емкостью 16 мкФ с использованием батареи 9 В. занимает 1 мин. Какой средний ток в это время?

СТРАТЕГИЯ

Мы можем определить заряд конденсатора, используя определение емкости: C = QVC = QV.Когда конденсатор заряжается батареей 9 В, напряжение на конденсаторе будет V = 9 VV = 9 В. Это дает заряд

Подставляя это выражение для заряда в уравнение для тока, I = ΔQΔtI = ΔQΔt, мы можем найти средний ток.

Решение

Средний ток

Обсуждение

Этот небольшой ток типичен для тока, встречающегося в таких цепях.

Закон первого Ома — MR WATT Shop

Мы можем сказать, что в электрической цепи, если разность потенциалов, приложенная между двумя ее точками, равна 1 вольт, а частичное сопротивление участка между этими двумя точками составляет 1 Ом на этом участке. циркулирует ток в 1 ампер.

Закон Ома очень просто устанавливает взаимосвязь между тремя следующими электрическими величинами: напряжением (В), током (I) и сопротивлением (R)

Этот закон был провозглашен известным немецким физиком Джорджем Саймоном Омом и, безусловно, является наиболее подходящим. важны из тех, что связаны с электричеством.

Заявление звучит именно так:

«Сила тока в цепи прямо пропорциональна приложенному к ней напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению самой цепи».

Его математическое выражение:

I = V / R

, которое позволяет рассчитать ток, зная напряжение и сопротивление. Получено по этой формуле:

V = I * R

R = V / I

, что позволяет определить напряжение или сопротивление, когда две другие величины известны.Если схема применяется к одному ф.э.м. (Электродвижущая сила) значения E, мы видим, что формула закона Ома принимает следующий вид:

I = E / (R + r)

где «r» — внутреннее сопротивление генератора. . Если мы рассмотрим схему с одним резистором и предположим, что разность потенциалов между клеммами A и B имеет значение V, ток, протекающий через сопротивление R, будет:

I = V / R

Принимая во внимание, что с другой стороны, схема с двумя резисторами, питаемыми от ЭДС генератора E и внутренним сопротивлением r, если R1 и R2 являются внешними резисторами или нагрузкой, подключенными последовательно, мы будем иметь:

I = E / (R1 + R2 + r)

, что дает

E = I (R1 + R2 + r) = I R1 + I R2 + I r.

Продукты I R1, I R2 и I r (резисторы тока) соответственно выражают разность потенциалов, существующую между точками (AC) и (CB), а также внутреннее падение напряжения генератора.

Мы видим, что ф.э.м. И приложенная к цепи сумма разностей парциальных потенциалов равна сумме, которые также называют «падениями напряжения».

Падения напряжения IR1 и IR2 возникают во внешней цепи и могут иметь полезный эффект. Падение напряжения Ir возникает внутри генератора и не имеет значения.

Предположим, что теперь переключатель разомкнут: в цепи нет тока и, поскольку I = 0, внутреннее падение напряжения будет нулевым, а ddp между двумя выводами A и B генератора будет равно ЭДС самого генератора. : VAB = E.

Если вместо этого цепь замкнута и циркулирует ток I, между A и B будет разность потенциалов (ddp)

VAB = E — I * r

Другой случай, когда возникает условие VAB = E — когда внутреннее сопротивление генератора равно нулю (r = 0).

Несмотря на то, что большинство из нас знают и правильно используют «Закон Ома», мы не должны забывать, что есть люди, начинающие, которые, зная о существовании этого закона, не знают, как использовать его на практике, чтобы получить как можно больше преимуществ. .

Мы обращаемся к симулятору за любыми примерами и приложениями.

Закон Ома | Соотношение напряжения, тока и сопротивления

Закон Ома — один из основных принципов электричества. Он связывает между собой основные параметры электричества, тока и напряжения.

Георг Ом , в честь которого был назван закон, провел несколько экспериментов в цепях, содержащих провода разной длины, и обнаружил, что приложенное напряжение и ток прямо пропорциональны. Он вывел сложное уравнение и опубликовал его вместе со своими результатами в книге Die galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet в 1827 году.

Закон Ома:

Закон Ома гласит, что ток (I), протекающий по проводнику, прямо пропорционален приложенному к нему напряжению (В), т.е.е.

В α I

Просто, V = IR

Где R — постоянная пропорциональности, называемая сопротивлением, которая определяет сопротивление материала проводника протеканию через него тока.

Общее сопротивление проводника потоку электрического тока зависит от его длины, площади поперечного сечения и удельного сопротивления проводника.

R = ρl / A

Где ρ — удельное сопротивление проводника, l — длина, а A — площадь поперечного сечения.

Закон Ома для цепей переменного тока

В случае цепей переменного тока напряжение связано с током посредством константы пропорциональности Z (импеданса) и константы пропорциональности R для чисто резистивных цепей, где (Z = R).

V = IZ и V = IR (для чисто резистивных цепей)

Где Z = √ [R